ИИ-лаборатория

Программно-аппаратный измерительно-управляющий комплекс «Архимед»

Автоматизация реальных экспериментов с использованием ИИ-агента, Rust, Forth, MCP и FPGA.

Главная идея

ИИ не просто описывает эксперимент — он взаимодействует с приборами

Через MCP и управляющий слой на Rust/Forth агент получает доступ к измерительным и исполнительным функциям стенда. FPGA Zynq-7020 обеспечивает детерминированную регистрацию сигналов и аппаратное управление.

Запрос→ИИ→MCP→Rust / Forth→Приборы / FPGA
Плата комплекса «Архимед» на базе Zynq-7020
Реальный эксперимент

ИИ-агент управляет физическим экспериментом

AI-агент Codex (DeepSeek-V4-Pro) через MCP и среду Rust/Forth управляет измерительным комплексом «Архимед». Заряд конденсатора 11 мкФ от 50 до 54 В.

Видеодемонстрация. Эксперимент по заряду конденсатора 11 мкФ от 50 до 54 В с измерением прямого и обратного тока. AI-агент запускает измерительные процедуры, получает данные аппаратных счётчиков FPGA, регистрирует результаты и подготавливает следующий экспериментальный прогон.

Архитектура

Стек Rust / Forth / MCP / FPGA

Язык запросов
Естественный язык → ИИ-агент
Протокол
MCP (Model Context Protocol)
Управляющий слой
Forth-движок на Rust (словарь, SPI / SCPI / MMIO)
Аппаратный слой
Zynq-7020 (PS / PL), AXI4-Lite, timing_controller, sequencer, AD7401A, TLV3502
Измерительный тракт
AD7401A (изолированный сигма-дельта модулятор, PDM 20 МГц)
Связь
MQTT / SPI / SCPI
Возможности

От постановки задачи до протокола

Управление оборудованием

Выполнение команд через интерфейсы приборов и проверка состояния установки.

Сбор измерений

Регистрация параметров, сохранение результатов и структурирование экспериментов.

Анализ и отчёт

Помощь в анализе данных, документировании методики и воспроизведении опыта.

Оборудование

Измерительный тракт и модули

Принципиальная схема измерительного тракта AD7401A
Рис. 2Принципиальная схема измерительного тракта AD7401A. Нажмите для увеличения ↗
Принципиальная схема оконного компаратора
Рис. 3Принципиальная схема оконного компаратора. Нажмите для увеличения ↗
Катушка индуктивности на ферритовом кольце
Рис. 4Катушка индуктивности на ферритовом кольце 13×12 мм. Нажмите для увеличения ↗
Исходные тексты и документация

Материалы для инженеров

Rust / Forth
forth.tar.gz — архив исходных текстов
Linux-образ
ac7020c-sd-flash-20261017.tar.gz — образ для AC7020C
Altium
SMPSController_prj_01.08.26.zip — проект платы
Gerber
SMPSController_pcb_01.08.26.zip — плата для изготовления
Демонстрация работы с лабораторным источником питания доступна по адресу forth.overunity4all.com. Полное инженерное описание архитектуры, регистров и Forth-команд — в технической статье.